三種NOx Tier III合規解決方案利弊淺析

根據統計，2002年，全球船舶排放的污染氣體大約導致64000人死亡；2008年，全球海運船舶的污染物排放量占NOx和SOx排放總量的18%-30%和9%。因此，國際海事組織（IMO）推出了可謂史上最嚴苛的IMO Tier III排放標準，其要求與Tier II標準相比，符合Tier III標準的發動機的氮氧化物排放量須減少近76%。

這一要求適用于在2016年1月1日或之后鋪設龍骨的、主機輸出功率為130KW或以上的、來往于北美洲及美國加勒比海排放控制區的所有船舶。

國際海事組織氮氧化物排放限值適用于柴油機，取決于主機的最大工作速度（額定轉速，每分鐘轉數）。Tier I和Tier II是全球性要求，Tier III標準僅用于當前的氮氧化物排放控制區（北美洲與美國加勒比海）。

此前，在全球性Tier II排放限值于2011年開始生效之時，主機制造商能夠對主機進行調整以滿足這些新的排放限值。然而，對于主機設計師來說，這一Tier III標準無疑是一大挑戰，因為僅僅對主機進行調整已行不通，他們需要使用其它主機技術來實施氮氧化物減排措施。

而當前符合IMO NOx Tier III 排放標準限值的現有技術包括：選擇性催化還原（SCR）系統、廢氣再循環裝置（EGR）、替代燃料等。又因Tier III 要求不具備追溯性，并不適用于現有的主機裝置，所以熟知并了解技術解決方案選擇——諸如選擇性催化還原系統，廢氣再循環裝置或者液化天然氣——可能是你的新造船計劃取得成功的一個關鍵因素。

據悉，為了給符合NOx Tier III排放標準的船舶設計工作提供一套最佳實踐，也為了更好地指導造船進程，DNV GL出臺了一套新的手冊。

據DNV GL稱，為了確保每個造船計劃都能取得成功，船東在造船規劃階段就應該將未來船舶的任何操作納入規劃方案，包括為減少氮氧化物排放而采用的不同技術解決方案，以及如何滿足NOx Tier III排放要求。

為了滿足更嚴格的NOx Tier III排放限制，船舶運營商可能需要從眾多方案中選出最佳方案。最佳合規指南的選擇取決于多種因素，包括船舶的個體交易模式，主機的大小和速度。這一手冊對以下幾方面內容進行了詳細解讀：選擇性催化還原法（SCR）、廢氣再循環（EGR）、替代燃料的使用，主機內部結構，水直噴法，燃料水乳化法（FWE）和進氣空氣加濕技術。

安裝符合NOx Tier III標準的技術的好處不僅僅在于滿足排放標準，還能顯示一家公司對于實現可持續運營的莊嚴承諾。DNV GL建議，即使是計劃在氮氧化物排放控制區（ECAs）之外航行的船舶，船東也應在造船階段就考慮安裝Tier III合規技術。

此外，安裝Tier III合規技術還能帶來直接的經濟效益，因為，如果船舶符合第三方環境計劃（如ESI），許多重要港口都將為合規船舶的港口使費提供大幅折扣。

DNV GL強調，最佳合規指南的選擇取決于多種因素，包括船舶的個體交易模式，主機的大小和速度。手冊中，DNV GL對選擇性催化還原法（SCR）、廢氣再循環（EGR）、替代燃料使用、主機內部結構、水直噴法、燃料水乳化法（FWE）和進氣空氣加濕技術進行了詳細闡述，并對其利弊以及安裝過程中可能面臨的主要問題進行了細致分析。

選擇性催化還原法（SCR）的利弊：

利：

·可以符合NOx Tier III排放標準（IMO — 氮氧化物排放控制區機制）；

·能夠對大多數主機進行有效脫硝（70–90%以上）；

·參考依據增多（全球已有300多艘船舶使用這一方法）。

弊：

·成本高；

·當主機處于低負荷時，不能有效減少氮氧化物排放（例如船舶進行動態定位（DP）操作時）；

·船舶需要配備尿素箱，且需保證持續供應（成本極高）；

·可能導致燃料處罰（1%以下）；

·在ECA地區會產生額外的尿素成本（相當于8%左右的額外燃料消耗量）。

廢氣再循環（EGR）的利弊：

利：

·最近，MAN Diesel & Turbo宣布，公司將生產世界上第一臺經IMO認證的二沖程主機。該主機符合NOx Tier III排放標準，并且配備有廢氣再循環（EGR）系統；

·該技術受到主要主機制造商的大力支持。

弊：

·缺乏操作經驗；

·成本高；

·船舶需要儲存堿，并且保證持續供應；

·燃料罰款（約4%）。

替代燃料的利弊：

利：

·潛在的低成本解決方案——主要受益人是直接支付燃料費用的船東；

·可以符合硫氧化物和氮氧化物的排放標準（ECA機制和CARB機制），可以去除四沖程主機產生的全部硫氧化物和約85%的氮氧化物（在EGR的氮氧化物達標時，可去除高負荷狀態下，二沖程主機所產生的約40%的氮氧化物）；

·能夠在多個燃料市場購買到（DF主機），可以使用液體貨物作為燃料；

·最新法規和標準大力倡導船舶使用液化天然氣這種安全燃料；

·能夠塑造船舶運營公司勇于承擔社會責任的企業形象；

·越來越多的商船開始使用液化天然氣（LNG）作為燃料。

弊：

·目前，液化天然氣（LNG）燃料罐成本依然很高；

·液化天然氣（LNG）供應網仍處于開發階段；

·液化天然氣（LNG）燃料罐需要額外空間，這可能會擠壓儲貨空間。